德州學(xué)院耿龍龍教授團(tuán)隊(duì)在金屬催化劑晶相調(diào)控研究方面取得重要進(jìn)展

導(dǎo)讀

近日，山東省硅單晶單導(dǎo)體材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、德州學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院耿龍龍教授團(tuán)隊(duì)發(fā)揮山東省青創(chuàng)團(tuán)隊(duì)學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)，在金屬催化劑晶相調(diào)控與構(gòu)效關(guān)系研究方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Unraveling crystalline-phase-effect of CoSe for highly efficient and robust Fenton-like catalysis: A combined experimental and theoretical study”為題發(fā)表在國(guó)際知名期刊Chinese Chemical Letters（中國(guó)科學(xué)院一區(qū)，TOP期刊，IF：8.9）。

開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的類芬頓催化劑對(duì)實(shí)現(xiàn)PMS活化高級(jí)氧化技術(shù)治理水體新興污染物意義重大。本研究成功合成CoSe納米晶嵌入無(wú)定形碳的核殼結(jié)構(gòu)CoSe/MC復(fù)合催化劑，系統(tǒng)表征指出，CoSe納米晶以核殼結(jié)構(gòu)均勻分散于碳基體中，誘導(dǎo)形成分級(jí)多孔形貌，同時(shí)提升了Co2+含量與Co位點(diǎn)電荷密度，引入豐富的PMS活化活性位點(diǎn)。該復(fù)合材料展現(xiàn)出優(yōu)異的 PMS 吸附與活化能力，動(dòng)力學(xué)測(cè)試證實(shí)，CoSe/MC活化PMS降解四環(huán)素的表觀速率常數(shù)達(dá)3.74×10-2s-1，是Co3O4/C的7.3倍，2 min 內(nèi)四環(huán)素降解率高達(dá)97%。更關(guān)鍵的是，CoSe與無(wú)定形碳形成的核殼結(jié)構(gòu)，既優(yōu)化了催化劑的界面電子傳輸效率，又大幅促進(jìn)PMS的O-O鍵裂解；同時(shí)CoSe與PMS形成獨(dú)特的橋接吸附構(gòu)型，將PMS的O-O鍵長(zhǎng)從1.48 ?延長(zhǎng)至3.06 ?，為活性氧物種的生成創(chuàng)造了有利的熱力學(xué)條件。基于上述特性，CoSe/MC的類芬頓催化性能和穩(wěn)定性均顯著優(yōu)于Co3O4/C等傳統(tǒng)鈷基催化劑。本研究還全面闡明了CoSe晶相調(diào)控與核殼界面工程在提升PMS活化類芬頓催化性能中的協(xié)同作用機(jī)制，為高效穩(wěn)定的高級(jí)氧化催化材料的設(shè)計(jì)提供了重要理論參考。

德州學(xué)院為成果第一完成單位，我校與山東理工大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生程香涵為論文第一作者，耿龍龍教授、李振博士和山東大學(xué)許醒教授為共同通信作者，我校化學(xué)化工學(xué)院王曉麗副教授、張秀玲教授、張大帥教授、張永正副教授、牛萍教授為共同作者。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省青創(chuàng)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、山東省自然科學(xué)基金、德州學(xué)院學(xué)科（平臺(tái)）和校級(jí)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)建設(shè)經(jīng)費(fèi)等經(jīng)費(fèi)資助。

山東省先進(jìn)材料與綠色催化交叉創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以先進(jìn)材料開(kāi)發(fā)為主線，發(fā)揮學(xué)科交叉優(yōu)勢(shì)開(kāi)展納米材料制備、表界面調(diào)控、催化特性研究、工業(yè)放大實(shí)驗(yàn)等研究。通過(guò)理性設(shè)計(jì)催化劑的結(jié)構(gòu)并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展表界面調(diào)控，最終實(shí)現(xiàn)催化活性、選擇性和穩(wěn)定性的提升。

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1001841725014731

來(lái)源：德州學(xué)院